Détergent

Un détergent est un tensioactif ou un mélange de tensioactifs ayant des propriétés nettoyantes lorsqu’il est en solution diluée . ^[1] Il existe une grande variété de détergents ; il s’agit souvent de sels de sodium d’hydrogénosulfate d’alkyle à longue chaîne ou d’une longue chaîne d’acide benzènesulfonique. ^[1] Les détergents les plus courants sont les sulfonates d’ Alkylbenzène : une famille de composés de type savon qui sont plus solubles dans l’eau dure , car le sulfonate polaire (des détergents) est moins susceptible que le carboxylate polaire.(du savon) pour se lier au calcium et aux autres ions présents dans l’eau dure.

Détergents

Définitions

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Le mot détergent est dérivé de l’adjectif latin detergens , du verbe detergere , signifiant essuyer ou polir. Le détergent est un tensioactif ou un mélange de tensioactifs ayant des propriétés nettoyantes lorsqu’il est en solution diluée . ^[1] Cependant, par convention, on entend par détergent des composés de nettoyage synthétiques par opposition au savon (un sel de l’ acide gras naturel ), même si le savon est aussi un détergent au sens propre. ^[2] Dans les contextes domestiques, le terme détergent fait référence aux produits de nettoyage ménagers tels que les détergents à lessiveou détergent à vaisselle , qui sont en fait un mélange complexe de différents composés, qui ne sont pas tous par eux-mêmes des détergents.

La détergence est la capacité d’éliminer les substances indésirables appelées « salissures » d’un substrat (par exemple, les vêtements). ^[3]

Structure et propriétés

Les détergents sont un groupe de composés à structure amphiphile, où chaque molécule a une tête hydrophile (polaire) et une longue queue hydrophobe (non polaire). La partie hydrophobe de ces molécules peut être constituée d’ hydrocarbures à chaîne droite ou ramifiée , ou elle peut avoir une structure stéroïdienne . La partie hydrophile est plus variée, elles peuvent être ioniques ou non ioniques, et peuvent aller d’une structure simple ou relativement élaborée. ^[4] Les détergents sont des tensioactifs car ils peuvent diminuer la tension superficielle de l’eau. Leur double nature facilite le mélange de composés hydrophobes (comme l’huile et la graisse) avec l’eau. Parce que l’air n’est pas hydrophile, les détergents sont également des agents moussants à des degrés divers.

Les molécules de détergent s’agrègent pour former des micelles , ce qui les rend solubles dans l’eau. Le groupe hydrophobe du détergent est le principal moteur de la formation des micelles, son agrégation forme le noyau hydrophobe des micelles. La micelle peut éliminer la graisse, les protéines ou les particules de salissures. La concentration à laquelle les micelles commencent à se former est la concentration critique de micelles (CMC), et la température à laquelle les micelles s’agrègent davantage pour séparer la solution en deux phases est le point de trouble lorsque la solution devient trouble et que la détergence est optimale. ^[4]

Les détergents fonctionnent mieux dans un pH alcalin. Les propriétés des détergents dépendent de la structure moléculaire du monomère . La capacité à mousser peut être déterminée par le groupe de tête, par exemple les tensioactifs anioniques sont fortement moussants, tandis que les tensioactifs non ioniques peuvent être non moussants ou peu moussants. ^[5]

Classifications chimiques des détergents

Les détergents sont classés en quatre grands groupes, en fonction de la charge électrique des tensioactifs. ^[6]

Détergents anioniques

Les détergents anioniques typiques sont les sulfonates d’Alkylbenzène . La partie Alkylbenzène de ces anions est lipophile et le sulfonate est hydrophile. Deux variétés ont été popularisées, celles à groupements alkyle ramifiés et celles à groupements alkyle linéaires. Les premiers ont été largement éliminés dans les sociétés économiquement avancées car ils sont peu biodégradables. ^[7]

Les détergents anioniques sont la forme la plus courante de détergents et environ 6 milliards de kilogrammes de détergents anioniques sont produits chaque année pour les marchés nationaux.

Les acides biliaires , tels que l’acide désoxycholique (DOC), sont des détergents anioniques produits par le foie pour faciliter la digestion et l’absorption des graisses et des huiles.

Trois types de détergents anioniques : un Dodécylbenzènesulfonate de sodium ramifié, un Dodécylbenzènesulfonate de sodium linéaire et un savon.

Détergents cationiques

Les détergents cationiques sont similaires aux détergents anioniques, mais l’Ammonium quaternaire remplace le groupe sulfonate anionique hydrophile. Le centre sulfate d’ammonium est chargé positivement. ^[7] Les tensioactifs cationiques ont généralement une faible détergence.

Détergents non ioniques

Les détergents non ioniques se caractérisent par leurs groupes de tête hydrophiles non chargés. Les détergents non ioniques typiques sont à base de Polyoxyéthylène ou d’un glycoside . Les exemples courants du premier incluent Tween , Triton et la série Brij . Ces matériaux sont également connus sous le nom d’éthoxylates ou PEGylates et leurs métabolites, le nonylphénol . Les glycosides ont un sucre comme groupe de tête hydrophile non chargé. Des exemples comprennent l’octylthioglucoside et les Maltosides . Les détergents des séries HEGA et MEGA sont similaires, possédant un alcool de sucre comme groupe de tête.

Détergents amphotères

Les détergents amphotères ou zwitterioniques ont des zwitterions dans une plage de pH particulière et possèdent une charge nette nulle résultant de la présence d’un nombre égal de groupes chimiques chargés +1 et -1. Les exemples incluent CHAPS .

Histoire

Le savon est connu pour avoir été utilisé comme tensioactif pour laver les vêtements depuis l’ époque sumérienne en 2 500 avant JC ^[8] Dans l’Égypte ancienne , la soude était utilisée comme additif de lavage. Au XIXe siècle, des tensioactifs synthétiques ont commencé à être créés, par exemple à partir d’huile d’olive. ^[9] Le silicate de sodium (verre soluble) a été utilisé dans la fabrication du savon aux États-Unis dans les années 1860, ^[10] et en 1876, Henkel a vendu un produit à base de silicate de sodium qui peut être utilisé avec du savon et commercialisé comme un « produit universel ». détergent” ( Universalwaschmittel ) en Allemagne. La soude a ensuite été mélangée avec du silicate de sodium pour produire le premier détergent de marque allemande Bleichsoda.^[11] En 1907, Henkel a également ajouté un agent de blanchiment perborate de sodium pour lancer le premier détergent à lessive «auto-agissant» Persil pour éliminer le frottement laborieux du linge à la main. ^[12]

Pendant la Première Guerre mondiale , il y avait une pénurie d’huiles et de graisses nécessaires à la fabrication du savon. Afin de trouver des alternatives au savon, des détergents synthétiques ont été fabriqués en Allemagne par des chimistes utilisant des matières premières dérivées du goudron de houille. ^{[13] [14] [9]} Ces premiers produits, cependant, ne fournissaient pas une détergence suffisante. En 1928, un détergent efficace a été fabriqué par sulfatation d’ alcool gras , mais la production à grande échelle n’était pas réalisable jusqu’à ce que des alcools gras à faible coût soient disponibles au début des années 1930. ^[15]Le détergent synthétique créé était plus efficace et moins susceptible de former de l’écume que le savon dans l’eau dure, et peut également éliminer les réactions acides et alcalines et décomposer la saleté. Les produits détergents commerciaux avec des sulfates d’alcools gras ont commencé à être vendus, initialement en 1932 en Allemagne par Henkel . ^[15] Aux États-Unis, les détergents ont été vendus en 1933 par Procter & Gamble ( Dreft ) principalement dans les zones à eau dure. ^[14] Cependant, les ventes aux États-Unis ont augmenté lentement jusqu’à l’introduction de détergents «construits» avec l’ajout d’un adjuvant phosphate efficace développé au début des années 1940. ^[14]Le builder améliore les performances des tensioactifs en adoucissant l’eau par la chélation des ions calcium et magnésium, en aidant à maintenir un pH alcalin, ainsi qu’en dispersant et en maintenant les particules de salissures en solution. ^[16] Le développement de l’industrie pétrochimique après la Seconde Guerre mondiale a également produit du matériel pour la production d’une gamme de tensioactifs synthétiques, et les sulfonates d’Alkylbenzène sont devenus les tensioactifs détergents les plus importants utilisés. ^[17] Dans les années 1950, les détergents à lessive s’étaient répandus et remplaçaient largement le savon pour nettoyer les vêtements dans les pays développés. ^[15]

Au fil des ans, de nombreux types de détergents ont été développés pour une variété d’usages, par exemple, les détergents peu moussants à utiliser dans les laveuses à chargement frontal, les détergents puissants efficaces pour éliminer la graisse et la saleté, les détergents tout usage et les détergents spéciaux. détergents. ^{[14] [18]} Ils sont incorporés dans divers produits en dehors de la lessive, par exemple dans les détergents pour lave-vaisselle , les shampoings, les dentifrices, les nettoyants industriels et dans les lubrifiants et les carburants pour réduire ou empêcher la formation de boues ou de dépôts. ^[19] La formulation des produits détergents peut inclure de l’ eau de Javel , des parfums, des colorants et d’autres additifs. L’utilisation de phosphates dans les détergents a toutefois suscité des inquiétudes quant àpollution par les nutriments et demande de modification de la formulation des détergents. ^[20] Des inquiétudes ont également été soulevées concernant l’utilisation de surfactants tels que le Sulfonate d’alkylbenzène ramifié (sulfonate de tétrapropylènebenzène) qui persiste dans l’environnement, ce qui a conduit à leur remplacement par des surfactants plus biodégradables, tels que le Sulfonate d’alkylbenzène linéaire. ^{[15] [17]} Les développements au fil des ans ont inclus l’utilisation d’ enzymes , de substituts aux phosphates tels que la zéolite A et le NTA , le TAED comme activateur de blanchiment , des tensioactifs à base de sucre qui sont biodégradables et plus doux pour la peau, et d’autres produits respectueux de l’environnement.produits, ainsi que les modifications de la forme de livraison telles que les comprimés, les gels et les dosettes . ^{[21] [22]}

Principales applications des détergents

Dosettes de détergent à lessive .

Nettoyage ménager

L’une des plus grandes applications des détergents est le nettoyage des ménages et des magasins, y compris le lavage de la vaisselle et le lavage du linge . Ces détergents sont généralement disponibles sous forme de poudres ou de solutions concentrées, et les formulations de ces détergents sont souvent des mélanges complexes d’une variété de produits chimiques en dehors des tensioactifs, reflétant les diverses exigences de l’application et le marché de consommation hautement concurrentiel. Ces détergents peuvent contenir les composants suivants : ^[21]

• tensioactifs
• régulateurs de mousse
• constructeurs
• eau de Javel
• activateurs de blanchiment
• enzymes
• colorants
• parfums
• autres additifs

Additifs pour carburant

Les carburateurs et les composants des injecteurs de carburant des moteurs à combustion interne bénéficient de détergents dans les carburants pour éviter l’ encrassement . Les concentrations sont d’environ 300 ppm . Les détergents typiques sont les amines et les amides à longue chaîne tels que la polyisobutèneamine et le polyisobutèneamide/ succinimide . ^[23]

Réactif biologique

Des détergents de qualité réactif sont utilisés pour l’isolement et la purification des Protéines membranaires intégrales trouvées dans les cellules biologiques . ^[24] La solubilisation des bicouches de la membrane cellulaire nécessite un détergent qui peut pénétrer dans la monocouche de la membrane interne . ^[25] Les progrès dans la pureté et la sophistication des détergents ont facilité la caractérisation structurelle et biophysique d’importantes protéines membranaires telles que les canaux ioniques et la membrane perturbatrice en se liant au lipopolysaccharide , ^[26] transporteurs , récepteurs de signalisation et photosystème II .^[27]

Voir également

• Détergent clivable
• Liquide vaisselle
• Dispersant
• Nettoyage vert
• Nettoyant pour surfaces dures
• Lessive
• Liste des produits de nettoyage
• Triton X-100

Références

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Liens externes

Wikimedia Commons a des médias liés aux détergents .

• About.com : Comment les détergents nettoient-ils
• Conseils de Campbell pour la chimie des détergents, les tensioactifs et l’histoire liée au lavage du linge, aux méthodes de décoloration et au sol .